Лекции № 22

существенные преимущества в отношении простоты их устройства и стоимости, а

также большей долговечности

(открытые и закрытые);
по расположению (заглубленные, расположенные на поверхности земли или

установленные на башнях или в верхних этажах зданий);
на сборные, монолитные и сборно-монолитные
Требуемая вместимость резервуаров определяется технологическим расчетом; форму и габаритные размеры – технико-экономическим анализом возможных конструктивных решений.
Опытом установлено, что заглубленные резервуары для воды вместимостью до 2 – 3 тыс. м3 экономичнее делать круглой в плане формы, свыше – прямоугольной.
Применительно к резервуарам воды приняты унифицированные объемы и оптимальные высоты (табл. 22.1)

резервуаров применяют тяжелый бетон классов В15 – В30, марок по

водонепроницаемости W4 – W10, арматуру классов A 400 (допускается А240, А300 в качестве монтажной и конструктивной) и B500, для цилиндрических стен – A600 – A1000.
Для доступа людей внутрь резервуара и пропуска вентиляционных шахт в покрытиях устраивают проемы. В днище делают приямок глубиной до 1 м на случай чистки и полного опорожнения резервуара.

растягивающие усилия, могут иметь небольшую толщину (вверху не менее 8-10

см).
Стенки небольших резервуаров имеют одинаковую толщину по всей высоте.
В больших резервуарах стенки обычно имеют трапецеидальное сечение, уширяющееся книзу; внутренняя поверхность стенок для удобства эксплуатации делается вертикальной.
Арматура стенок состоит из горизонтальных стержней, образующих замкнутые кольца или непрерывную спираль и установленных чаще всего в два ряда, и вертикальных стержней (рис. 22.1, а)

и с покрытием, если оно есть, устраивая вуты и закладывая

добавочные стержни для восприятия растягивающих усилий (рис. 22.1, б)

Рис. 22.1. Армирование стенки и днища резервуара

резервуара (рис. 22.2).
Вертикальные стержни являются не только монтажными, служащими

для удержания колец во время бетонирования, но необходимы также для восприятия изгибающих моментов, действующих в вертикальных плоскостях. Эти стержни обычно принимают несколько меньшего диаметра, чем кольцевые стержни, и располагают на расстояниях 10 – 20 см.

Рис. 22.2. Эпюры усилий в стенке резервуара

другая часть стержней, чередуясь через один с первыми, обрывается ниже

середины.
В больших резервуарах устраивается симметричная (двойная) арматура по всей высоте или только в нижней части на высоту от 1/3h до ½ h (где стенки имеют значительную толщину – 15 см и больше). Двойная арматура также устанавливается против появления поверхностных трещин от усадки бетона.

Рис. 22.3. Типовой резервуар емкостью 500 м3

из плоского безбалочного покрытия, поддерживаемого колоннами с капителями вверху и

обратными капителями внизу, гладкой стены цилиндрической формы, плоского безреберного днища.

Рис. 22.4. Цилиндрический монолитный резервуар с безбалочным покрытием
1 – стенка; 2 – люк; 3 – безбалочное покрытие; 4 – колонны; 5 – капители; 6 – днище; 7 - приямок

ската; в заглубленных резервуарах покрытия обычно выполняют плоскими, и необходимые

уклоны (1/100) достигаются укладкой слоя тощего бетона.
Толщина плиты безбалочного покрытия и днища принимается не менее 12 см; толщина купольного покрытия – не менее 8 см.
Арматура купольных покрытий состоит из кольцевых и радиальных стержней (рис. 22.5): в средней части – в виде одиночной сетки из стержней диаметром 8 мм, через каждые 15-20 см, а у краев, на ширину 1/3-1/4 радиуса – в виде двойной сетки.
При купольном покрытии толщина плоского днища при отсутствии грунтовых вод принимается не менее 8 см.
Фундаменты под стойки при безбалочной конструкции устраиваются в уровень с подошвой днища в виде обратных капителей. При отсутствии грунтовых вод фундаменты могут располагаться и ниже днища, что менее надежно, но дешево.

плиты, укладываемые по кольцевым балкам.
Рис. 22.6. Схема сборного покрытия цилиндрического

резервуара
1 – цилиндрическая стенка; 2 – колонны; 3 – кольцевые балки; 4 – круглая плоская плита; 5 – трапециевидные плиты с ребрами по периметру

что при подборе сечений, кроме обычного расчета на прочность производится

расчет по образованию трещин.
Только при малых размерах резервуаров может быть допущен приближенный расчет в предположении, что не существует закрепления стенок у дна резервуара. В этом случае сечение растянутой арматуры назначается по величине статически определимых кольцевых усилий.
Гидростатическое давление воды на глубине у от поверхности на единицу площади

где γ = 1т/м3 – объемный вес воды.
Эпюра гидростатического давления – треугольная.

соответствующую углу dα, равно
pds = p ×r ×dα
Составляющая этой силы,

нормальная к диаметральному разрезу, будет равна
p ×r ×dα ×sin α

Условие равновесия полукольца

отдельные зоны (пояса) высотой, равной единице (1м), кроме самой верхней,

которая может быть несколько меньше или несколько больше 1 м.
В каждой зоне для упрощения и в запас прочности сечение арматуры определяется по наибольшему давлению, так что треугольная эпюра гидростатического давления заменяется ступенчатой.
Требуемое сечение арматуры на участке высотой 1 м на глубине у

На 1 п.м. высоты ставится не менее 5 колец арматуры, т.е. расстояние между ними должно быть не больше 200 мм.

необходимо изменить выбранный диаметр стержней на меньший. Диаметр стержней кольцевой

арматуры принимается от 6 до 16 мм.
В действительности стенка цилиндрического резервуара закреплена у днища, значит кроме растяжения по окружности, она испытывает изгиб по образующей.

При жестком закреплении стены в днище с учетом момента М и поперечной силы Q окончательные выражения для определения кольцевых усилий и моментов в стене на уровне, находящемся на расстоянии х от днища, имеют вид:

днищем
Если в стенке резервуара, на которую действует гидростатическое давление в

виде сплошной неравномерной нагрузки, распределенной по закону треугольника, выделить вертикальную полоску, шириной, равной 1, то такую полоску можно рассматривать как балку, заделанную нижним концом у дна и имеющую свободный верхний конец, поддерживаемую по своей длине внутренними упругими силами, пропорциональными прогибу, т.е. балку можно рассматривать лежащей на сплошном упругом основании

в резервуарах с купольным покрытием также и кольцо.
Обычное предварительное напряжение

стенки резервуара осуществляется путем натяжения кольцевой арматуры, которое создает соответствующее обжатие бетона. Предварительное напряжение ведет к возникновению в стенке радиальных моментов и поперечных сил, которые тем больше, чем интенсивность арматуры.

Рис. 22.9. Конструкции цилиндрического предварительно напряженного резервуара с плоским покрытием

Цилиндрические резервуары с предварительным напряжением

покрытием

Панели устанавливают вертикально в паз между двумя кольцевыми ребрами днища

по периметру резервуара (рис. 22.12).
Вертикальные швы между панелями заполняют бетоном. После приобретения бетоном швов прочности не менее 70% проектной стену снаружи обжимают кольцевой предварительно напрягаемой арматурой, которую по окончании процесса натяжения защищают торкрет-бетоном.

– жесткое сопряжение стены с днищем; в – подвижное сопряжение

стены; 1 – слой торкрет-бетона; 2 – кольцевая напрягаемая арматура; 3 – стеновая панель; 4 – днище; 5 – бетон с щебнем мелких фракций; 6 – выравнивающий слой раствора; 7 – битумная мастика; 8 – асбестоцементный раствор

навивочная машина; б – машина США

оболочки; 2 - предварительно напряженное кольцо; 3 – защитная бетонная

плита

вид в процессе возведения